【題目】如圖所示，粗糙弧形軌道和兩個(gè)光滑半圓軌道組成翹尾巴的S形軌道．光滑半圓軌道半徑為R，兩個(gè)光滑半圓軌道連接處CD之間留有很小空隙，剛好能夠使小球通過(guò)，CD之間距離可忽略．粗糙弧形軌道最高點(diǎn)A與水平面上B點(diǎn)之間的高度為h．從A點(diǎn)靜止釋放一個(gè)可視為質(zhì)點(diǎn)的小球，小球沿翹尾巴的S形軌道運(yùn)動(dòng)后從E點(diǎn)水平飛出，落到水平地面上，落點(diǎn)到與E點(diǎn)在同一豎直線上B點(diǎn)的距離為s．已知小球質(zhì)量m，不計(jì)空氣阻力，求：

（1）小球從E點(diǎn)水平飛出時(shí)的速度大小；
（2）小球運(yùn)動(dòng)到半圓軌道的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力；
（3）小球沿翹尾巴S形軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦力做的功．

【答案】
（1）解：小球從E點(diǎn)水平飛出做平拋運(yùn)動(dòng)，設(shè)小球從E點(diǎn)水平飛出時(shí)的速度大小為vE，由平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律得：

s=vEt

聯(lián)立解得：

答：小球從E點(diǎn)水平飛出時(shí)的速度大小為 ；


（2）小球從B點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到E點(diǎn)的過(guò)程，機(jī)械能守恒，根據(jù)機(jī)械能守恒定律得：

解得：

在B點(diǎn)，根據(jù)牛頓第二定律得：

得：

由牛頓第三定律可知小球運(yùn)動(dòng)到B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力為 ，方向豎直向下

答：小球運(yùn)動(dòng)到半圓軌道的B點(diǎn)時(shí)對(duì)軌道的壓力大小為 ，方向豎直向下；


（3）設(shè)小球沿翹尾巴的S形軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦力做的功為W，則

得

答：小球沿翹尾巴S形軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦力做的功為 ．


【解析】(1)小球從E點(diǎn)水平飛出后做平拋運(yùn)動(dòng)，列出豎直和水平方向位移公式，豎直高度決定運(yùn)動(dòng)時(shí)間，水平位移除以時(shí)間小球從E點(diǎn)水平飛出時(shí)的速度。
(2)小球運(yùn)動(dòng)到半圓軌道的B點(diǎn)時(shí)，合外力提供向心力，機(jī)械能守恒定律求出小球到B點(diǎn)時(shí)的動(dòng)能，可解。
(3)小球沿翹尾巴的S形軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)，只有摩擦力和重力做功，根據(jù)動(dòng)能定理可以求出小球沿翹尾巴的S形軌道運(yùn)動(dòng)時(shí)克服摩擦力做的功。

練習(xí)冊(cè)系列答案
相關(guān)習(xí)題

科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，物體從光滑斜面上的A點(diǎn)由靜止開(kāi)始下滑，經(jīng)過(guò)B點(diǎn)后進(jìn)入水平面（設(shè)經(jīng)過(guò)B點(diǎn)前后速度大小不變），最后停在C點(diǎn)。每隔0.2s通過(guò)速度傳感器測(cè)量物體的瞬時(shí)速度。下表給出了部分測(cè)量數(shù)據(jù)。若物體與斜面之間、物體與水平面之間的動(dòng)摩擦因數(shù)都相同，求：

0.0

0.2

0.4

……

0.8

1.0

……

0.00

0.80

1.60

……

1.25

0.75

……

（1）物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的加速度大小a；

（2）物體在斜面上運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t；

（3）斜面與水平面之間的夾角。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，光滑水平面上放著足夠長(zhǎng)的木板B，木板B上放著木塊A，A、B間的接觸面粗糙，現(xiàn)在用一水平拉力F作用在A上，使其由靜止開(kāi)始運(yùn)動(dòng)，用f1代表B對(duì)A的摩擦力，f2代表A對(duì)B的摩擦力，則下列情況可能的是( )

A. 拉力F做的功小于A、B系統(tǒng)動(dòng)能的增加量

B. 拉力F做的功大于A、B系統(tǒng)動(dòng)能的增加量

C. 拉力F和B對(duì)A做的功之和小于A的動(dòng)能的增加量

D. A對(duì)B做的功小于B的動(dòng)能的增加量

【答案】B

【解析】A、B項(xiàng)：對(duì)整體分析可知，F做功轉(zhuǎn)化為兩個(gè)物體的動(dòng)能及系統(tǒng)的內(nèi)能；故F做的功一定大于AB系統(tǒng)動(dòng)能的增加量；故A錯(cuò)誤，B正確；

C項(xiàng)：根據(jù)動(dòng)能定理：拉力F和B對(duì)A做的功之和等于A動(dòng)能的增加量，故C錯(cuò)誤；

D項(xiàng)：根據(jù)動(dòng)能定理：A對(duì)B做的功等于B動(dòng)能的增加量，故D錯(cuò)誤。

【題型】null
【結(jié)束】
9

【題目】如圖，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P原處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R4的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，則（ ）

A. 電流表讀數(shù)減小

B. 電壓表讀數(shù)減小

C. 質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng)

D. R3上消耗 的功率逐漸增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示,下端固定的豎直輕彈簧上連接著質(zhì)量為 m的小球A,在豎直向下力F作用下, 彈簧被壓縮到B點(diǎn)(彈簧彈性限度內(nèi)) ,小球靜止,此時(shí)力 F=2 mg。現(xiàn)突然撒去力F, 小球?qū)⑾蛏蠌幤鹬敝了俣葹榱?不計(jì)空氣阻力,(重力加速度為g) 則小球在上升的過(guò)程中( )

A. 小球先向上做勻加速運(yùn)動(dòng)再做勻減速運(yùn)動(dòng)

B. 當(dāng)彈簧恢復(fù)到原長(zhǎng)時(shí), 小球速度最大

C. 撒去力F瞬間, 小球加速度大小為2 g

D. 小球的加速度先減小再增大

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，跳臺(tái)滑雪運(yùn)動(dòng)員經(jīng)過(guò)一段加速滑行后從O點(diǎn)水平飛出，從水平飛出時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)t=3.0s落到斜坡上的A點(diǎn)．已知O點(diǎn)是斜坡的起點(diǎn)，斜坡與水平面的夾角θ=37°，運(yùn)動(dòng)員的質(zhì)量m=50kg，不計(jì)空氣阻力．取重力加速度g=10m/s2 ， sin37°=0.6，cos37°=0.8．求：

（1）A點(diǎn)與O點(diǎn)的距離L；
（2）運(yùn)動(dòng)員離開(kāi)O點(diǎn)時(shí)的速度v1和落到A點(diǎn)時(shí)的速度v2的大�。�

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】某物理小組的同學(xué)用如圖所示的實(shí)驗(yàn)器材驗(yàn)證機(jī)械能守恒定律，實(shí)驗(yàn)器材有：直徑為D的小鋼珠、固定底座、帶有標(biāo)尺的豎直桿、光電門(mén)1和2組成的光電計(jì)時(shí)器（其中光電門(mén)1更靠近小鋼珠釋放點(diǎn)），小鋼珠釋放器（可使小鋼珠無(wú)初速度釋放）。實(shí)驗(yàn)時(shí)可用兩光電門(mén)測(cè)量小鋼珠經(jīng)過(guò)光電門(mén)1的時(shí)間t1和經(jīng)過(guò)光電門(mén)2的時(shí)間t2，并從豎直桿上讀出兩光電門(mén)間的距離h，當(dāng)?shù)刂亓铀俣葹?/span>g。

（1）設(shè)小鋼珠的質(zhì)量為m，小球從光電門(mén)1運(yùn)動(dòng)到光電門(mén)2的過(guò)程中動(dòng)能的增加量=______；重力勢(shì)能的減少量=__________。

（2）實(shí)際操作中由于空氣阻力的影響，會(huì)造成________ （填“>”“<”或“=”）。

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，是運(yùn)動(dòng)員駕駛摩托車(chē)訓(xùn)練表演的簡(jiǎn)化圖，AB段是水平路面，BC是一段破面，運(yùn)動(dòng)員駕駛的摩托車(chē)從A點(diǎn)由靜止開(kāi)始以P=10kW的恒定功率啟動(dòng)，經(jīng)t=4s的時(shí)間到達(dá)B點(diǎn)，此時(shí)關(guān)閉發(fā)動(dòng)機(jī)，摩托車(chē)依靠慣性沖向坡頂，已知人和車(chē)的總質(zhì)量m=160kg，AB段長(zhǎng)度s=100m，摩托車(chē)在AB段受地面阻力f恒為人和車(chē)總重力的0.05倍，坡頂高度h=5m，摩托車(chē)在BC段克服地面摩擦阻力做功為8×103J，重力加速度，全程空氣阻力，求：

（1）摩托車(chē)牽引力做的功W；

（2）摩托車(chē)到達(dá)B點(diǎn)時(shí)受到大小為v1；

（3）摩托車(chē)沖到坡頂C點(diǎn)時(shí)的速度大小v2.

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，小球m在豎直放置的光滑圓形管道內(nèi)做圓周運(yùn)動(dòng)，下列說(shuō)法中正確的是

A. 小球通過(guò)最高點(diǎn)的最小速度為

B. 運(yùn)動(dòng)到a點(diǎn)時(shí)小球一定擠壓外側(cè)管壁

C. 小球在水平線ab以下管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力

D. 小球在水平線ab以上管道中運(yùn)動(dòng)時(shí)，內(nèi)側(cè)管壁對(duì)小球一定有作用力

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科目：高中物理 來(lái)源： 題型：

【題目】如圖所示，半徑為R,內(nèi)徑很小的光滑半圓管豎直放置，整個(gè)裝置處在方向豎直向上的勻強(qiáng)電場(chǎng)中，兩個(gè)質(zhì)量均為m、帶電量相同的帶正電小球a、b,以不同的速度進(jìn)入管內(nèi)（小球的直徑略小于半圓管的內(nèi)經(jīng)，且忽略?xún)尚∏蛑g的相互作用），a通過(guò)最高點(diǎn)A時(shí),對(duì)外管壁的壓力大小為3、5mg，b通過(guò)最高點(diǎn)A時(shí),對(duì)內(nèi)管壁的壓力大小0、25mg，已知兩小球所受電場(chǎng)力的大小為重力的一半。

求（1）a、b兩球落地點(diǎn)距A點(diǎn)水平距離之比；

（2）a、b兩球落地時(shí)的動(dòng)能之比。

【答案】（1）4∶3 （2）8∶3

【解析】

試題分析：（1）以a球?yàn)檠芯繉?duì)象，設(shè)其到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度為，根據(jù)向心力公式有：

其中

解得：

以b球?yàn)檠芯繉?duì)象，設(shè)其到達(dá)最高點(diǎn)時(shí)的速度為vb，根據(jù)向心力公式有：

其中

解得：

兩小球脫離半圓管后均做平拋運(yùn)動(dòng)，根據(jù)可得它們的水平位移之比：

（2）兩小球做類(lèi)平拋運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，重力做正功，電場(chǎng)力做負(fù)功，根據(jù)動(dòng)能定理有：

對(duì)a球：

解得：

對(duì)b球：

解得：

則兩球落地時(shí)的動(dòng)能之比為：

考點(diǎn)：本題考查靜電場(chǎng)、圓周運(yùn)動(dòng)和平拋運(yùn)動(dòng)，意在考查考生的分析綜合能力。

【名師點(diǎn)睛】本題關(guān)鍵是對(duì)小球在最高點(diǎn)進(jìn)行受力分析，然后根據(jù)向心力公式和牛頓第二定律求出平拋的初速度，再結(jié)合平拋運(yùn)動(dòng)規(guī)律求解。

【題型】解答題
【結(jié)束】
19

【題目】如圖所示，傾角θ=37°的光滑且足夠長(zhǎng)的斜面固定在水平面上，在斜面頂端固定一個(gè)輪半徑和質(zhì)量不計(jì)的光滑定滑輪D，質(zhì)量均為m=1kg的物體A和B用一勁度系數(shù)k=240N/m的輕彈簧連接，物體B被位于斜面底端且垂直于斜面的擋板P擋住。用一不可伸長(zhǎng)的輕繩使物體A跨過(guò)定滑輪與質(zhì)量為M的小環(huán)C連接，小環(huán)C穿過(guò)豎直固定的光滑均勻細(xì)桿，當(dāng)整個(gè)系統(tǒng)靜止時(shí)，環(huán)C位于Q處，繩與細(xì)桿的夾角α=53°，且物體B對(duì)擋板P的壓力恰好為零。圖中SD水平且長(zhǎng)度 為d=0．2m，位置R與位置Q關(guān)于位置S對(duì)稱(chēng)，輕彈簧和定滑輪右側(cè)的繩均與斜面平行�，F(xiàn) 讓環(huán)C從位置R由靜止釋放，sin37°=0．6，cos37°=0．8，g取10m/s2。

求：（1）小環(huán)C的質(zhì)量 M；

（2）小環(huán)C通過(guò)位置S時(shí)的動(dòng)能 Ek及環(huán)從位置R運(yùn)動(dòng)到位置S的過(guò)程中輕繩對(duì)環(huán)做的功WT；

（3）小環(huán)C運(yùn)動(dòng)到位置Q的速率v．

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